一种微生物发酵罐内部搅拌机制
技术领域
本发明主要涉及生物发酵的
技术领域
,具体为一种微生物发酵罐内部搅拌机制。背景技术
微生物发酵即是指利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。
根据申请号为CN201721217053.4的专利文献所提供的一种用于微生物发酵罐内的搅拌装置可知,改产品包括搅拌棒、搅拌桨和电机,搅拌棒的上部安装有电机,搅拌棒的内部设有进气通道和进水通道;搅拌桨分为第一搅拌桨和第二搅拌桨,第一搅拌桨安装在搅拌棒上并与搅拌棒内的进气通道连通,第二搅拌桨安装在搅拌棒上并与搅拌棒内的进水通道连通;第一搅拌桨上开有曝气孔,第二搅拌桨上开有出水孔;所述进气通道的进气口端内还设有止逆气阀,进水通道的进水口端内还设有止逆水阀。该产品在搅拌桨上开设了曝气孔和出水孔,不仅可以有效提高发酵罐溶氧量,还可便于罐体内清洁。
上述专利中的产品不仅可以有效提高发酵罐溶氧量,还可便于罐体内清洁,但不便于搅拌时对底物的含氧量及含水量进行控制,且不便于底物与接种物间的多次接触混合。
发明内容
本发明主要提供了一种微生物发酵罐内部搅拌机制,用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为:
一种微生物发酵罐内部搅拌机制,包括罐体,所述罐体内自上而下由隔板分为搅拌腔以及环境调节腔,所述搅拌腔外壁上设有第一接种物添加部件,所述罐体底部设有第二接种物添加部件;
所述罐体内设有循环搅拌装置,所述循环搅拌装置包括设于罐体顶部的升降部件,设于所述升降部件执行端的驱动电机,设于所述驱动电机执行端且依次贯穿搅拌腔、隔板并延伸至环境调节腔内的搅拌轴管,设于所述隔板底部的导料部件、顶部的刮料部件,以及设于环境调节腔底部且延伸至搅拌轴管内的回流部件;
所述环境调节腔外壁上设有湿度调节部件以及含氧量调节部件,所述湿度调节部件检查端延伸至环境调节腔内,所述含氧量调节部件执行端套设于导料部件外部,当含氧量调节部件检查到环境调节腔内氧气浓度未达到预设值时,通过含氧量调节部件向导料部件内输送氧气。
优选的,所述升降部件包括设于所述罐体顶部多个驱动缸,以及设于所述驱动缸执行端的升降板,所述升降板上连接驱动电机,所述驱动电机执行端贯穿升降板连接搅拌轴管一端。在本优选的实施例中,通过升降部件实现搅拌轴管的稳定升降。
优选的,所述导料部件包括贯通连接隔板底部的导料管,设于所述搅拌腔内壁的伸缩缸,设于所述伸缩缸执行端且用于密封导料管顶部的密封板,设于所述罐体底部的步进电机,以及设于所述步进电机执行端且延伸至导料管内部的第一绞龙。在本优选的实施例中,通过导料部件便于将搅拌腔内的底物导入环境调节腔。
优选的,所述刮料部件包括穿设搅拌轴管且转动连接隔板上表面的驱动凹块,设于所述驱动凹块侧壁的刮料杆,以及设于所述搅拌轴管侧壁的驱动凸块,刮料时,驱动凸块在搅拌轴管下移后接触驱动凹块并带动驱动凹块以及刮料杆转动。在本优选的实施例中,通过刮料部件便于将隔板上残留底物刮入导料部件。
优选的,所述回流部件包括设于所述环境调节腔内壁底部的回流管,所述回流管套接搅拌轴管内壁,设于所述罐体底部的传动电机,以及设于所述传动电机输出端且延伸至回流管内的第二绞龙。在本优选的实施例中,通过回流部件便于将底物经回流管以及搅拌轴管传输至搅拌腔。
优选的,所述搅拌轴管内部设有回流腔,所述回流腔顶部设有多个回流卸料口,所述回流卸料口底部设有连接搅拌轴管外壁的延展台,所述搅拌轴管外壁设有多个位于搅拌腔以及环境调节腔内的搅动棒。在本优选的实施例中,通过延展台便于回流的底物分散,通过搅动棒实现底物的搅拌。
优选的,所述第一接种物添加部件包括设于搅拌腔内壁的环形添加管,以及一端贯通连接环形添加管侧壁、另一端延伸至罐体外部的添液管。在本优选的实施例中,通过第一接种物添加部件便于将接种物填加至底物以及循环搅拌时回流的底物中。
优选的,所述第二接种物添加部件包括连接罐体底部的进液环,以及贯通连接进液环上表面且延伸至罐体内部的多个添加喷头。在本优选的实施例中,通过第二接种物添加部件便于将接种物添加至经过回流部件的底物中。
优选的,所述湿度调节部件包括设于搅拌腔以及环境调节腔内壁的湿度传感器,设于所述环境调节腔外壁的空气干燥箱,以及设于所述空气干燥箱内的多个加热管。在本优选的实施例中,湿度调节部件可通过干燥空气可对底物的湿度进行调节。
优选的,所述含氧量调节部件包括设于搅拌腔以及环境调节腔内壁的氧气浓度传感器,设于所述环境调节腔外壁的分子筛吸附器,以及设于所述分子筛吸附器氧气排放口的螺旋管,所述螺旋管套设于导料管外壁且贯通连接导料管。在本优选的实施例中,含氧量调节部件可对底物的含氧量进行调节。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明中的产品可对底物进行循环搅拌,循环搅拌时设置多处接种物添加点,便于接种物的均匀添加及混合,通过湿度调节部件以及含氧量调节部件可在循环搅拌过程中对底物进行含氧量及湿度的调节;
通过升降部件实现搅拌轴管的稳定升降,通过导料部件便于将搅拌腔内的底物导入环境调节腔,通过刮料部件便于将隔板上残留底物刮入导料部件,通过回流部件便于将底物经回流管以及搅拌轴管传输至搅拌腔,通过第一接种物添加部件便于将接种物填加至底物以及循环搅拌时回流的底物中,通过第二接种物添加部件便于将接种物添加至经过回流部件的底物中,湿度调节部件可通过干燥空气可对底物的湿度进行调节,含氧量调节部件可对底物的含氧量进行调节。
以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
图1为本发明的整体结构轴测图;
图2为本发明的整体结构爆炸图;
图3为本发明的循环搅拌装置结构轴测图;
图4为本发明的罐体内部结构爆炸图;
图5为本发明的导料部件结构轴测图;
图6为本发明的整体结构俯视图;
图7为本发明的罐体内部结构剖视图;
图8为本发明的整体结构剖视图。
附图说明
:10、罐体;11、隔板;12、搅拌腔;13、环境调节腔;20、循环搅拌装置;21、升降部件;211、驱动缸;212、升降板;22、驱动电机;23、搅拌轴管;231、回流腔;232、回流卸料口;233、延展台;234、搅动棒;24、导料部件;241、导料管;242、伸缩缸;243、密封板;244、步进电机;245、第一绞龙;25、刮料部件;251、驱动凹块;252、刮料杆;253、驱动凸块;26、回流部件;261、回流管;262、传动电机;263、第二绞龙;30、湿度调节部件;301、湿度传感器;302、空气干燥箱;303、加热管;31、含氧量调节部件;311、氧气浓度传感器;312、分子筛吸附器;313、螺旋管;40、第一接种物添加部件;401、环形添加管;402、添液管;41、第二接种物添加部件;411、进液环;412、添加喷头。具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述,附图中给出了本发明的若干实施例,但是本发明可以通过不同的形式来实现,并不限于文本所描述的实施例,相反的,提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同,本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明,本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请着重参照附图1、3、4、7所示,在本发明一优选实施例中,一种微生物发酵罐内部搅拌机制,包括罐体10,所述罐体10内自上而下由隔板11分为搅拌腔12以及环境调节腔13,所述搅拌腔12外壁上设有第一接种物添加部件40,所述罐体10底部设有第二接种物添加部件41;所述第一接种物添加部件40包括设于搅拌腔12内壁的环形添加管401,以及一端贯通连接环形添加管401侧壁、另一端延伸至罐体10外部的添液管402,所述第二接种物添加部件41包括连接罐体10底部的进液环411,以及贯通连接进液环411上表面且延伸至罐体10内部的多个添加喷头412。
需要说明的是,在本实施例中,可向多个添液管402内同时通入接种物,接种物经添液管402以及环形添加管401后进入罐体10;
进一步的,可向进液环411内通入接种物,接种物经添加喷头412进入罐体10。
请着重参照附图2、6、8所示,在本发明另一优选实施例中,所述环境调节腔13外壁上设有湿度调节部件30以及含氧量调节部件31,所述湿度调节部件30检查端延伸至环境调节腔13内,所述含氧量调节部件31执行端套设于导料部件24外部,当含氧量调节部件31检查到环境调节腔13内氧气浓度未达到预设值时,通过含氧量调节部件31向导料部件24内输送氧气,所述湿度调节部件30包括设于搅拌腔12以及环境调节腔13内壁的湿度传感器301,设于所述环境调节腔13外壁的空气干燥箱302,以及设于所述空气干燥箱302内的多个加热管303,所述含氧量调节部件31包括设于搅拌腔12以及环境调节腔13内壁的氧气浓度传感器311,设于所述环境调节腔13外壁的分子筛吸附器312,以及设于所述分子筛吸附器312氧气排放口的螺旋管313,所述螺旋管313套设于导料管241外壁且贯通连接导料管241。
需要说明的是,在本实施例中,湿度调节时,湿度传感器301将搅拌腔12内湿度数据传递至PLC控制器,当湿度数据大于设定值时,PLC控制器开启加热管303及空气干燥箱302进气端风机,干燥空气进入环境调节腔13,直至环境调节腔13以及搅拌腔12内湿度传感器301测量的湿度数据都处于设定值内;
含氧量调节时,氧气浓度传感器311将搅拌腔12内氧气浓度数据传递至PLC控制器,当氧气浓度数据大于设定值时,PLC控制器开启分子筛吸附器312,分子筛吸附器312将氧气排入螺旋管313,氧气经螺旋管313后与经过导料管241的底物进行混合,直至环境调节腔13以及搅拌腔12内氧气浓度传感器311测量的氧气浓度数据都处于设定范围内。
请着重参照附图3、4、5、7、8所示,在本发明另一优选实施例中,所述罐体10内设有循环搅拌装置20,所述循环搅拌装置20包括设于罐体10顶部的升降部件21,设于所述升降部件21执行端的驱动电机22,设于所述驱动电机22执行端且依次贯穿搅拌腔12、隔板11并延伸至环境调节腔13内的搅拌轴管23,设于所述隔板11底部的导料部件24、顶部的刮料部件25,以及设于环境调节腔13底部且延伸至搅拌轴管23内的回流部件26,所述升降部件21包括设于所述罐体10顶部多个驱动缸211,以及设于所述驱动缸211执行端的升降板212,所述升降板212上连接驱动电机22,所述驱动电机22执行端贯穿升降板212连接搅拌轴管23一端,所述导料部件24包括贯通连接隔板11底部的导料管241,设于所述搅拌腔12内壁的伸缩缸242,设于所述伸缩缸242执行端且用于密封导料管241顶部的密封板243,设于所述罐体10底部的步进电机244,以及设于所述步进电机244执行端且延伸至导料管241内部的第一绞龙245,所述刮料部件25包括穿设搅拌轴管23且转动连接隔板11上表面的驱动凹块251,设于所述驱动凹块251侧壁的刮料杆252,以及设于所述搅拌轴管23侧壁的驱动凸块253,刮料时,驱动凸块253在搅拌轴管23下移后接触驱动凹块251并带动驱动凹块251以及刮料杆252转动,所述回流部件26包括设于所述环境调节腔13内壁底部的回流管261,所述回流管261套接搅拌轴管23内壁,设于所述罐体10底部的传动电机262,以及设于所述传动电机262输出端且延伸至回流管261内的第二绞龙263,所述搅拌轴管23内部设有回流腔231,所述回流腔231顶部设有多个回流卸料口232,所述回流卸料口232底部设有连接搅拌轴管23外壁的延展台233,所述搅拌轴管23外壁设有多个位于搅拌腔12以及环境调节腔13内的搅动棒234。
需要说明的是,在本实施例中,可经罐体10顶部进料管加入底物,开启驱动电机22以及升降部件21,搅拌轴管23转动搅拌的同时还可竖直升降移动,增加搅拌效果,搅拌腔12内底物依次经过刮料部件25、导料部件24、回流部件26、搅拌轴管23后返回搅拌腔12完成循环并可通过循环搅拌过程中改变底物湿度及含氧量;
进一步的,升降时,驱动缸211输出端伸缩带动升降板212升降,升降板212带动驱动电机22以及搅拌轴管23升降;
进一步的,底物经过刮料部件25时,驱动凸块253在搅拌轴管23下移后接触驱动凹块251并带动驱动凹块251以及刮料杆252转动,刮料杆252将底物刮动至导料部件24;
进一步的,底物经过导料部件24时,开启伸缩缸242,伸缩缸242带动密封板243上移后,导料开始,此时步进电机244带动第一绞龙245转动,底物经导料管241进入环境调节腔13;
进一步的,底物经过回流部件26时,传动电机262带动第二绞龙263转动,以使底部在回流管261内上移,通过经第二接种物添加部件41进入的接种物混入底物;
进一步的,底物经过搅拌轴管23时,底物经回流腔231以及回流卸料口232后排出搅拌轴管23并在延展台233上延展开,此时经第一接种物添加部件40进入的接种物混入底物。
本发明的具体流程如下:
PLC控制器型号为“DVP40ES200T”,湿度传感器301型号为“TKSC-2”,氧气浓度传感器311型号为“SGA-700-O2”。
可经罐体10顶部进料管加入底物,开启驱动电机22以及升降部件21,搅拌轴管23转动搅拌的同时还可竖直升降移动,增加搅拌效果,搅拌腔12内底物依次经过刮料部件25、导料部件24、回流部件26、搅拌轴管23后返回搅拌腔12完成循环并可通过循环搅拌过程中改变底物湿度及含氧量;
升降时,驱动缸211输出端伸缩带动升降板212升降,升降板212带动驱动电机22以及搅拌轴管23升降;
底物经过刮料部件25时,驱动凸块253在搅拌轴管23下移后接触驱动凹块251并带动驱动凹块251以及刮料杆252转动,刮料杆252将底物刮动至导料部件24;
底物经过导料部件24时,开启伸缩缸242,伸缩缸242带动密封板243上移后,导料开始,此时步进电机244带动第一绞龙245转动,底物经导料管241进入环境调节腔13;
底物经过回流部件26时,传动电机262带动第二绞龙263转动,以使底部在回流管261内上移,通过经第二接种物添加部件41进入的接种物混入底物;
底物经过搅拌轴管23时,底物经回流腔231以及回流卸料口232后排出搅拌轴管23并在延展台233上延展开,此时经第一接种物添加部件40进入的接种物混入底物;
可向多个添液管402内同时通入接种物,接种物经添液管402以及环形添加管401后进入罐体10;
可向进液环411内通入接种物,接种物经添加喷头412进入罐体10;
湿度调节时,湿度传感器301将搅拌腔12内湿度数据传递至PLC控制器,当湿度数据大于设定值时,PLC控制器开启加热管303及空气干燥箱302进气端风机,干燥空气进入环境调节腔13,直至环境调节腔13以及搅拌腔12内湿度传感器301测量的湿度数据都处于设定值内;
含氧量调节时,氧气浓度传感器311将搅拌腔12内氧气浓度数据传递至PLC控制器,当氧气浓度数据大于设定值时,PLC控制器开启分子筛吸附器312,分子筛吸附器312将氧气排入螺旋管313,氧气经螺旋管313后与经过导料管241的底物进行混合,直至环境调节腔13以及搅拌腔12内氧气浓度传感器311测量的氧气浓度数据都处于设定范围内。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的,均在本发明的保护范围之内。
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